基于SIL的天然气脱水装置安全仪表系统的研究

发布时间：2017-11-24 08:08

  本文关键词：基于SIL的天然气脱水装置安全仪表系统的研究

  更多相关文章： 安全仪表系统 安全完整性水平(SIL) 联锁关系 贝叶斯网络 D-S证据理论

【摘要】：天然气脱水是天然气净化环节中重要的一环,它直接影响到后续生产过程的安全和外输成品气的品质。在生产过程中常用安全仪表系统(SIS)可以为过程控制提供一层安全可靠的保护层,大大降低脱水装置发生危险故障的概率。而联锁关系的设置能否正确实施保护、能否有效起到保护作用是SIS系统能否有效发挥安全作用的关键,验证安全仪表系统的安全性就显得至关重要。目前,石油化工行业多用可靠性框图、故障树和马尔可夫模型对安全完整性水平进行计算验证。本文以评估安全仪表系统的安全完整性水平为出发点,首先对安全仪表系统的失效模式、可靠性指标等进行了分析,认为共因失效造成的影响在不同冗余结构中是不同的,对共因失效因子进行了修正。其次,针对联锁关系中设备复杂且较多时,运用马尔可夫模型和故障树方法计算安全完整性水平等级过于复杂困难,本文提出了将贝叶斯网络推理应用到安全仪表系统安全完整性水平的验证中。其主要方法是将联锁关系的故障树转化为贝叶斯网络,各基本事件发生的概率作为相应贝叶斯网络中父节点的先验概率,故障树中各事件的逻辑关系作为贝叶斯网络中间节点和叶节点的条件概率,运用联合树法对贝叶斯网络进行计算得到联锁关系的安全完整性水平。并且对于马尔可夫模型忽略参数不确定性的问题运用D-S证据理论和马尔可夫模型相结合对安全完整性水平进行计算。本文脱水装置的主要联锁关系包括脱水塔液位、闪蒸罐液位、净化分液罐液位和脱水塔入口流量四个点的控制,分别运用马尔可夫模型、贝叶斯网络和基于D-S证据理论的马尔可夫模型对这四个联锁关系的安全完整性水平进行计算,三种方法的计算结果一致。在此基础上,对计算结果进行了分析,并将这三种方法进行了比较,证明了贝叶斯网络和基于D-S证据理论的马尔可夫模型计算安全完整性水平的优势。
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE967;TP18

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本文编号：1221555